Открытие витаминов стимулирующих процессы роста
Английский биохимик Фредерик Гоуленд Хопкинс родился в Истборне (Восточный Суссекс) у Элизабет (Гоуленд) и Фридерика Хопкинсов. Его двоюродный брат – поэт Джерард Мэнли Хопкинс. Отец Х., продавец книг и страстный поклонник науки, внезапно умер вскоре после рождения сына. Любивший одиночество и склонный к рассуждениям, Фредерик проводил много времени за чтением Диккенса и сочинением стихов. В возрасте 8 лет ему впервые было разрешено использовать микроскоп отца для изучения живых организмов, которые он вылавливал в море. То, что Х. видел, развивало его интерес к науке гораздо больше, чем скучное школьное обучение, хотя рядом не было никого, кто мог бы объяснить ребенку увиденное.
В 1871 г. его мать переехала в Инфильд, сельскую местность недалеко от Лондона, чтобы жить вместе со своими матерью и братом, а Х. был отправлен в лондонскую городскую школу, где его успехи по химии и английскому языку были отмечены наградами. Скучающий и одинокий, он предпочитал школе посещение музеев и библиотек, и хотя его официально не отчислили из школы, но предложили покинуть ее. После этого он был определен в частную школу с трехгодичным обучением. Когда Х. исполнилось 17 лет, семья, считая, что его образование закончено, подыскала ему работу в качестве страхового служащего. Однако вскоре после окончания занятий в школе он написал статью о фиолетовом дыме, выпускаемом жуками-бомбардирами, которую приняли к публикации в журнал «Энтомолог» («The Entomologist»). Позже он напишет: «С тех пор я биохимик в сердце». В течение последующих трех лет он обучался аналитической химии в фармацевтической фирме. Используя небольшое наследство, доставшееся от дедушки, Х. смог изучать химию вначале в Королевской школе Южного Кенсингтона, а затем в Университетском колледже Лондона. Высокая оценка, полученная на экзамене по химии, дала ему возможность стать ассистентом сэра Томаса Стивенсона, эксперта по токсикологии и специалиста по судебной медицине в госпитале Гюи. Работая со Стивенсоном, которого считал «прирожденным и замечательным руководителем», Х. получил степень бакалавра естественных наук в Лондонском университете. По рекомендации Стивенсона он в 1888 г. был зачислен в медицинскую школу Гюи со стипендией Гулла для исследований.
В Гюи Х. продолжил клинические лабораторные эксперименты. В 1891 г. он опубликовал описание осаждения мочевой кислоты при помощи хлорида аммония – аналитического метода, который использовался в течение многих лет. Он показал, что мочевая кислота является также компонентом белого пигмента некоторых бабочек; этот вывод был следствием его детской любознательности ко всем насекомым, которую он пронес через всю жизнь, и его последняя публикация касалась пигментации у насекомых.
После получения медицинской степени в Гюи в 1894 г. Х. остается в школе еще на четыре года преподавателем физиологии, химии, токсикологии и физики. В течение двух последних лет Х. возглавлял клиническое исследовательское отделение, где проводились лабораторные исследования, используемые в процессе диагностики и лечения. В рамках своих опытов в области химии белка он разработал методы выделения протеинов из крови и яичного белка, а также методы кристаллизации белков в больших количествах для дальнейших исследований.
В 1898 г. Х. был приглашен Михаэлем Фостером в Кембриджский университет в качестве исследователя и преподавателя химической физиологии, в настоящее время называемой биохимией. Фостер, очень влиятельный ученый и преподаватель, поддерживал стремление Х. работать в этой области. Должность Х. была малооплачиваемой, и он пополнял свой бюджет, занимаясь со студентами-медиками в колледже Эммануэля, стипендиатом и преподавателем которого он был в 1906 г.
В Кембридже обычное преподавание, включавшее экспериментальную работу с протеинами, привело Х. к открытию аминокислоты – триптофана. Когда полученный студентом протеин не приобрел голубого цвета при постановке стандартного цветового теста Адамкевича, Х. предположил, что анализ такой цветной реакции может привести к новым представлениям о структуре белка. Он выделил и идентифицировал триптофан, который пополнил растущий перечень других аминокислот (строительных блоков белков), уже открытых Эмилем Фишером, Альбрехтом Косселем и другими исследователями. В 1906 г. Х. показал, что различные белки, скармливаемые мышам, оказывают различные эффекты на рост тела, в частности что белки, в которых отсутствует триптофан, недостаточны для потребностей организма. Он заключил, что свойства белков зависят от типов присутствующих в них аминокислот. Полагая, что свойства белка определяются адекватной диетой, он скармливал мышам пищу, состоящую из свиного жира, крахмала и казеина (белка молока). Когда прекращался рост животных, он добавлял небольшое количество молока, содержащее некоторые отсутствующие факторы, необходимые для роста. Эти, как он назвал, «добавочные факторы пищи» впоследствии были названы польским химиком Казимежом Функом витаминами. В 1910 г. на короткое время работа Х. была прервана, что было связано со снижением трудоспособности в результате переутомления. В 1912 г. он сообщил о результатах своих исследований в статье «Эксперименты по питанию, иллюстрирующие значение дополнительных факторов в нормальной диете» («Feeding Experiments Illustrating the Importance of Accessory Factors in Normal Dietaries»). Х. рассматривал свои опыты с витаминами как второстепенные по сравнению с исследованиями, касающимися промежуточного обмена веществ, комплекса ряда реакций окисления и восстановления, при помощи которых клетки получают энергию. Согласно господствовавшей в науке теории, гигантская молекула, так называемый биоген, обеспечивает эти реакции, но доступные химические методы были неадекватными для их изучения. Х. показал, что промежуточный обмен веществ представляет собой ряды обычных химических реакций. Продемонстрировав, что в мышцах при снижении содержания кислорода накапливается молочная кислота, он и его коллега Уолтер Флетчер заложили основу для открытия использования энергии цикла метаболизма углеводов для мышечного сокращения, сделанного Арчибалдом В. Хиллом и Отто Мейергофом.
В 1921 г. Х. выделил трипептид, образованный тремя аминокислотами, который назвал глутатионом, необходимый как переносчик кислорода в клетках растений и животных. Он также открыл ксантиноксидазу, служащую катализатором окисления ксантина и гипоксантина (бесцветных кристаллических веществ) в мочевую кислоту.
Одними из наиболее ценных качеств Х. были его способности первооткрывателя в науке, умение выявлять основные спорные вопросы и вызывать к ним интерес у других исследователей. В 1914 г. Х. получил назначение руководителем отдела биохимии в Кембридже. В 1925 г. он переехал во вновь построенный Институт биохимии Данна.
В 1929 г. Х. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Христианом Эйкманом «за открытие витаминов, стимулирующих процессы роста». В Нобелевской лекции «Начало истории исследования витаминов» («Earlier History of Vitamin Research») Х. напомнил своим слушателям, что в его статье за 1912 г. было отмечено существование «необходимых пищевых продуктов, не рассматривавшихся серьезно как предмет физиологической необходимости». Отдавая должное Казимежу Функу за его вклад в изучение витаминов, Х. заметил, что он сам был «первым, кто осознал истинное значение выявленных фактов».
С 1930 по 1935 г. Х. был президентом Королевского общества, что давало ему возможности вести исследовательскую работу. После 1935 г. он продолжил свои опыты по пигментам насекомых и промежуточному обмену веществ, хотя зрение его снизилось, а здоровье ухудшилось.
В 1898 г. Х. женился на Джесси Энн Стивене; у них родились сын, ставший впоследствии врачом, и две дочери, одна из которых была биохимиком. Его коллега Генри Х. Дейл описывал Х. как «человека хрупкого телосложения и слабого здоровья. Его лицо обычно было задумчивым, угрюмым, но быстро освещалось искренним вниманием, излучая юмор, или стремлением разделить с другим человеком его трудности». Умер он в Кембридже 16 мая 1947 г.
В 1925 г. Х. присвоили рыцарское звание, и в 1935 г. он был награжден орденом «За заслуги». Его многочисленные награды включали Королевскую медаль (1918) и медаль Копли Королевского общества (1926).
Источник
История открытия витаминов
Во второй половине XIX века специалисты, изучающие пищевую ценность продуктов, были уверены, что она зависит исключительно от содержания в них жиров, белков, углеводов, воды и минеральных солей. Однако время не стоит на месте, и за века человечество не раз сталкивалось с ситуациями, когда морские путешественники погибали от цинги даже при достаточном количестве продовольствия. С чем же это связано?
Никто не мог получить ответ на этот вопрос вплоть до 1880 года, когда русский ученый Николай Лунин, изучавший роль минеральных веществ в питании, заметил, что мыши, которые поглощали искусственное молоко, в состав которой входили казеин, жир, сахар и соли, все равно погибали, в то время как животные, получавшие натуральное молоко, были здоровы и веселы. Ученый сделал вывод, что в молоке есть и другие незаменимые для питания вещества.
Спустя еще 16 лет была найдена причина болезни «бери-бери», распространенной среди жителей Индонезии и Японии, которые питались в основном очищенным рисом. И помощь врачу Эйкману, трудившемуся в тюремном госпитале на острове Ява, оказали. бродившие по двору куры. Им давали очищенное зерно, и птицы страдали заболеванием, похожим на «бери-бери». Как только им начинали давать неочищенный рис, это состояние проходило. Намного позже было выявлено, что болезнь «бери-бери» обусловлена недостатком тиамина (витамина В1).
Впервые витамин в кристаллическом виде выделил польский ученый Казимир Функ. Это произошло в 1911 году. Через год они придумал ему название, оттолкнувшись от латинского vita – «жизнь».
Источник
Как открыли витамины?
В XIX веке ученым уже стали известны белки, жиры и углеводы. Многие были уверены, что это главная ценность продуктов питания. Если эти вещества там есть, причем в определенном соотношении, то больше ничего и не надо. Однако жизнь неизменно опровергала казавшуюся столь логичной научную теорию. Было сделано множество попыток докопаться до истины. Но Нобелевскую премию присудили за наибольший вклад в открытие витаминов. Правда, выбор этих «героев» не всем кажется оправданным и по сей день…
От моряков к мышам
Одним из главных опровержений «безвитаминной» теории стали английские и испанские моряки. Совершая многодневные морские походы, они исправно получали белки-жиры… но теряли зубы. Их одолевала цинга. Из 160 участников известной экспедиции Васко да Гама в Индию 100 человек погибли от этой болезни. Довольно быстро выяснилось, что ежедневная порция отвара хвои или лимона железно предотвращает цингу. Возник вопрос: что в этих растениях такого чудодейственного?
У японских моряков был другой бич – болезнь бери-бери, то есть воспаление нервов, от которого человек переставал ходить и умирал. Бери-бери преследовала и население Индокитая, в том числе европейских военных и особенно заключенных в тюрьмах. Командующий японским флотом решил эту проблему: в дополнение к привычному полированному рису и рыбе он велел давать морякам мясо и молоко. И снова вопрос: почему сработало?
Первую попытку выяснить, что есть в пище, кроме белков, жиров и углеводов, предпринял русский ученый Николай Лунин. Он кормил лабораторных мышей молоком, только не настоящим, а собранным как конструктор: отдельно молочный белок, жир, молочный же сахар и минералы (про минералы тогда уже знали). Итак, все составные части налицо, а мыши погибали! В отличие от контрольной группы, которой давали нормальное молоко. В 1880 году Лунин сделал вывод: если невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания. Однако тогда эта идея признания не получила, а сам опыт оказался почти забытым.
Цыплят по рису считают
В 1889–1896 годах в Индонезии врач Христиан Эйкман по заданию военных пытался побороть бери-бери. Он ставил опыты на цыплятах. Ничего не выходило, пока. не сменился рабочий в курятнике. Цыплята вдруг начали выздоравливать сами. Случайно медики узнали, что прежний работник кормил цыплят очищенным (полированным) рисом – таким же, какой отпускался на питание военных на кораблях и заключенных в тюрьмах. А новый сотрудник перевел птичек на неочищенный рис. Это теперь мы знаем, что в рисовых отрубях содержится витамин В1 (тиамин), недостаток которого и приводит к воспалению нервов. А тогда Эйкман и его коллеги были в недоумении. В итоге решили, что в очищенном рисе есть какая-то инфекция или токсины. Ничего подобного не нашли, но адмиралы велели закупать неочищенный рис, и на этом все успокоилось.
В 1911–1913 годах начался настоящий бум среди ученых на поиск «чего-то еще» в продуктах питания. И удалось это молодому польскому биохимику Казимиру Функу. Он выделил кристаллическое биологически активное вещество из рисовых отрубей, затем из дрожжей. Впоследствии стало ясно, что это был даже не витамин В1, а смесь витаминов группы В. Поскольку в них присутствовал азот, Функ придумал название – «витамин»: от латинского vita – «жизнь», и amin – «азот». Позже выяснилось, что азот есть не во всех витаминах, но от термина отказываться уже не стали.
Как увлажнять кожу 
10 правил для долгой и активной жизни
Путь на пьедестал
Тут же было проведено сразу несколько исследований в разных странах. Пожалуй, наиболее примечательным стала работа английского биохимика Фредерика Гоуленда Хопкинса, который, по сути, повторил опыт Николай Лунина, но тщательнее и с более очищенными веществами. Его опыты на крысах подтвердили, что в молоке есть некоторые особые вещества, без которых рост и развитие невозможны. Впрочем, не надо считать Хопкинса плагиатором. Он, например, открыл аминокислоту триптофан (из нее в организме образуется «гормон радости», отвечающий за настроение и аппетит). В 1912 году он заявил, что существуют дополнительные факторы в продуктах, которые крайне важны для здоровья.
Год за годом группы ученых и отдельные светила добавляли к списку новые витамины. К 1929 году уже стало ясно, что это крайне важное открытие. Трудно назвать процесс в организме, где бы витамины не участвовали: от зарождения новой жизни до предотвращения старения. Они нужны и для профилактики, и для лечения. Тогда, в 1929 году, за витамины было решено дать Нобелевскую премию по физиологии или медицине.
После долгих и бурных дебатов лауреатами стали Христиан Эйкман и Фредерик Гоуленд Хопкинс. Почему именно они? Точнее, почему только они? Этот вопрос вызвал в научных кругах массу обсуждений, споров и ссор. Пожалуй, на самом деле можно было бы отметить и других ученых, чей вклад в открытие витаминов был как минимум не меньше, чем у этих двоих. Но… история не знает сослагательного наклонения.
Витамины открыли новую эпоху во всех отраслях медицины, и до сих пор выявляются все новые и новые способы их применения. В одних случаях ими лечат серьезные заболевания, в других – они усиливают действие лекарств и позволяют обойтись куда меньшими их дозами. Не будь в нашей пище витаминов, мы болели бы чаще и серьезнее.
Источник